PL108624B1 - Method and a device for continuous manufacture of alkaline thiosulfate - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do ciaglego otrzymywania tiosiarczanu alkalicznego przez synteze siarczanu alkalicznego i wodorotlenku lub innego zwiazku alkalicznego.Jakpodaje Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie; 5 Natrium, Erganzugsband Lieferung 3, System-Nummer 21, s. 248; 1966 r. — Verlag Chemie GmbH, Weinheim — sto¬ sowana jest metoda siarczynowa opierajaca sie na reakcji siarczynu alkalicznego z rozdrobniona siarka w tempera¬ turze 90—100°C w srodowisku wodnym, do którego 10 doprowadza sie siarczyn alkaliczny w postaci krystalicznej.Sposób ten zmusza do stosowania odrebne) instalacji do wytwarzania, oddzielania i suszenia siarczynu alkalicznego.Synteze tiosiarczanu przebiegajaca ze stosunkowo mala szybkoscia prowadzi sie periodycznie w podgrzewanym 15 przeponowo zbiorniku z mieszadlem, poniewaz roztwarzanie pozadanej ilosci siarki nastepuje praktycznie dopiero po kilkunastu godzinach. Dla skrócenia tego procesu daje sie do ogrzewanych reaktorów nadmiar siarki, dochodzacy nawet do 200% albo doprowadza oddzielnie lub wspólnie 20 z roztworem wielosiarczku alkalicznego.Przy zastosowaniu obu substancji okres roztwarzania siarki wynosi od 3 do 5 godzin. Dalsze zwiekszenie szybkosci tej reakcji uzyskuje sie przez wprowadzenie do roztworu reakcyjnego kationowego czynnika powierzchniowo aktyw- 25 nego np. bromku alkilo-pirydyniowego. Dzialanie tego czynnika powoduje, ze ok. 85% wprowadzonej siarki przereagowuja w ciagu kilkunastu minut, natomiast po¬ zostala siarka musi byc odprowadzona z procesu. Otrzy¬ many roztwór tiosiarczanu alkalicznego przelewa sie do 30 wyparki, gdzie po okolo 4 godzinach powstaje roztwór tiosiarczanu o stezeniu okolo 60%. Zatezony roztwór zlewa sie do urzadzen krystalizacyjnych, krysztaly oddziela sie na wirówce lub nuczy filtracyjnej, poddajac je nastepnie suszeniu w suszarce.Opisane postepowanie sprawia, ze produkcja jest pra¬ cochlonna i czasochlonna, zuzycie materialów bezposred¬ nich jest stosunkowo wysokie, co w konsekwencji powoduje obnizenie uzyskiwanych efektów ekonomicznych.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie jako surowce stezone roztwory wodorosiarczynu, wodorotlenku alkali¬ cznego lub innej substancji alkalicznej. Oba roztwory intensywnie miesza sie w takim stosunku, aby otrzymana zawiesina siarczynu alkalicznego w jego nasyconym roz¬ tworze posiadala wartosc pH powyzej 7. Powstajaca w ta¬ kich warunkach zawiesina, która nastepnie poddaje sie reakcji z siarka, ma korzystniejsze rozdrobnienie i lepsza reaktywnosc. Wydzielajace sie podczas neutralizacji cieplo wykorzystuje sie w procesie, gdyz doplywajaca do syntezy tiosiarczanu zawiesina posiada temperature powyzej 80°C.Dla zwiekszenia szybkosci reakcji i zmniejszenia zuzycia siarki, do strefy reakcyjnej o temperaturze 80—110°C, zawierajacej staly zapas siarki, jednoczesnie wprowadza sie okreslone ilosci siarki oraz roztwory bromku alkilopiry- dyniowego i wielosiarczku alkalicznego. W wyniku takiego postepowania, roztwarzanie pozadanej ilosci siarki przebiega w czasie kilku minut z wydajnoscia przekraczajaca 98%.W zaleznosci od zastosowanych temperatur uzyskuje sie w roztworze poreakcyjnym pozadane stezenie tiosiar¬ czanu az do zawartosci 55%. 108 624108 624 Równolegle z procesem syntezy tiosiarczanu nastepuje w zastosowanych warunkach wydzielenie metali ciezkich w postaci siarczków wzglednie wielosiarczków, które oddziela sie w dalszych stadiach procesu, co pozwala na otrzymanie produktu o znacznie wyzszej czystosci. Wyna¬ lazek ten pozwala na produkowanie tiosiarczanu alkalicz¬ nego sposobem periodycznym lub ciaglym.Urzadzenie do realizacji opisanego sposobu przedsta¬ wiono na rysunku. Reaktor sklada sie z komory neutra- lizacyjnej 1 zaopatrzonej w szybkoobrotowe mieszadlo 2.Komore 1 zasila sie roztworami wodorosiarczynu i wodoro¬ tlenku alkalicznego przez krócce 3 i 4. Króccem 5 wyplywa wytwarzana zawiesina siarczynu alkalicznego do ogrzewanej przeponowo podwójnej komory reakcyjnej 6a i 6b, w której przebiega reakcja syntezy tiosiarczanu. Jednoczesnie do komory 6a wyposazonej w mieszadlo 7 dozuje sie osobnym urzadzeniem zmielona siarke króccem 8 oraz wprowadza sie roztwory bromku alkilopirydyniowego i wielosiarczku alkalicznego*króccami 9-i 10. Przeplywajace przez komore 6a i 6b reagenty doplywaja przez króciec 11 do ogrzewanej przeponowo komory zatezajacej 12, gdzie otrzymuje sie roztwór tiosiarczanu o pozadanym stezeniu. Opuszczajacy urzadzenie przez króciec 13 roztwór przetwarza sie w znany sposób na tiosiarczan krystaliczny lub bezwodny.Przyklad. Do komory neutralizacyjnej reaktora syn¬ tezy tiosiarczanu doprowadza sie w sposób ciagly przy wylaczonym mieszadle 670 cm3 roztworu wodorosiarczynu sodowego o gestosci 1,38 g/cm3 oraz 205 cm3 roztworu wodorotlenku sodowego z predkoscia 1,48 g/cm3 na mi¬ nute. Otrzymana zawiesina siarczynu sodowego o tempera¬ turze 82°C i wartosci pH 8,2 doplywa do ogrzewanych przeponowo do temperatury 95 °C komór reakcyjnych, wyposazonych w mieszadlo. Jednoczesnie do pierwszej komory reakcyjnej ze stalym zapasem siarki wynoszacym 2500 g wprowadzono w ciagu minuty 111 g zmielonej siarki oraz 3,42 cm3 1% roztworu bromku dodecylopiry- 10 15 20 25 30 dyniowego i 35 cm3 roztworu wielosiarczku sodowego o gestosci 1,18 m/cm3. Wytworzony roztwór tiosiarczanu sodowego po przeplynieciu przez ogrzewana przeponowo komore zatezajaca opuszczal reaktor w ilosci 45,5 dm3/godz.Wyplywajacy roztwór posiadal gestosc 1,48 g/cm3 i wartosc pH 9,3 oraz zawieral wytracone polaczenia siarkowe metali ciezkich. Z powyzszego roztworu uzyskano w znany sposób 49,1 kg krystalicznego tiosiarczanu sodowego.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego otrzymywania tiosiarczanu alkalicz¬ nego przez reakcje siarczynu alkalicznego z rozdrobniona siarka, znamienny tym, ze dziala sie ciagle mieszajac na stezony roztwór wodorosiarczynu alkalicznego, stezo¬ nym roztworem wodorotlenku lub innego zwiazku alkali¬ cznego w temperaturze powyzej 80°C, do utworzenia subtelnie rozdrobnionej zawiesiny siarczynu alkalicznego w nasyconym roztworze siarczynu alkalicznego i tak otrzy¬ mana zawiesine poddaje sie reakcji z siarka w komorze reakcyjnej, podczas której powstaje tiosiarczan alkaliczny. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do ogrzewania komory reakcyjnej wykorzystuje sie cieplo tworzenia sie siarczynu alkalicznego. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze celem przyspieszenia reakcji syntezy tiosiarczanu alkalicznego i wydzielenia z roztworu reakcyjnego metali ciezkich, sto¬ suje sie jednoczesnie nadmiar siarki oraz rozcienczone roztwory wielosiarczku alkalicznego i bromku alkilopirydy¬ niowego. 4. Urzadzenie do ciaglego otrzymywania tiosiarczanu alkalicznego, znamienne tym, ze zawiera komore (1) neutralizacyjna zaopatrzona w szybkoobrotowe mieszadlo (2), polaczona z podwójna komora (6a i 6b) reakcyjna i komora (12) zatezajaca, przy czym komora reakcyjna i zatezajaca sie ogrzewane. 3 A 2 1 5 8 6a 1 9 10 6b H J2. I: 3 4 2 i 5 8 6a 7 9 10 6b ok] L £ ULG Z-d 3, z. 823/1400/80, n. 100 + 20 egz., f. A4 Cena 45 «l PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego otrzymywania tiosiarczanu alkalicz¬ nego przez reakcje siarczynu alkalicznego z rozdrobniona siarka, znamienny tym, ze dziala sie ciagle mieszajac na stezony roztwór wodorosiarczynu alkalicznego, stezo¬ nym roztworem wodorotlenku lub innego zwiazku alkali¬ cznego w temperaturze powyzej 80°C, do utworzenia subtelnie rozdrobnionej zawiesiny siarczynu alkalicznego w nasyconym roztworze siarczynu alkalicznego i tak otrzy¬ mana zawiesine poddaje sie reakcji z siarka w komorze reakcyjnej, podczas której powstaje tiosiarczan alkaliczny.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do ogrzewania komory reakcyjnej wykorzystuje sie cieplo tworzenia sie siarczynu alkalicznego.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze celem przyspieszenia reakcji syntezy tiosiarczanu alkalicznego i wydzielenia z roztworu reakcyjnego metali ciezkich, sto¬ suje sie jednoczesnie nadmiar siarki oraz rozcienczone roztwory wielosiarczku alkalicznego i bromku alkilopirydy¬ niowego.
4. 4. Urzadzenie do ciaglego otrzymywania tiosiarczanu alkalicznego, znamienne tym, ze zawiera komore (1) neutralizacyjna zaopatrzona w szybkoobrotowe mieszadlo (2), polaczona z podwójna komora (6a i 6b) reakcyjna i komora (12) zatezajaca, przy czym komora reakcyjna i zatezajaca sie ogrzewane. 3 A 2 1 5 8 6a 1 9 10 6b H J2. I: 3 4 2 i 5 8 6a 7 9 10 6b ok] L £ ULG Z-d 3, z. 823/1400/80, n. 100 + 20 egz., f. A4 Cena 45 «l PL